雙玻組件用封裝玻璃厚度與透過(guò)率關(guān)聯(lián)研究

張宇宏 李茂剛

（中建材（宜興）新能源有限公司 宜興 214200）

0 引言

太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率主要是受電池片接收到的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度影響。太陽(yáng)能電池組件表面采用太陽(yáng)能光伏玻璃進(jìn)行封裝，電池片所能接收的太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度由封裝玻璃的透過(guò)率所決定，因此透過(guò)率是評(píng)價(jià)太陽(yáng)能光伏玻璃的一項(xiàng)重要參數(shù)指標(biāo)。高的透過(guò)率能提高太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率。

根據(jù)光量守恒I＝R＋T＋A（I為總發(fā)射光量，R為玻璃的反射光量，T為玻璃的投射光量，A為玻璃的吸收光量），影響透光性能的因素為反射和吸收。玻璃對(duì)光的反射率與玻璃的折射率有關(guān)。對(duì)于鈉鈣硅玻璃，折射率一般為1.5，可計(jì)算出玻璃單面反射率為4%，上下兩面反射率為8%。玻璃的吸收與玻璃厚度和吸光元素的濃度有關(guān)［1］。通過(guò)測(cè)試不同厚度下超白壓延玻璃和浮法玻璃的透過(guò)率，分析厚度對(duì)超白壓延玻璃和浮法玻璃透過(guò)率的影響，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有轉(zhuǎn)換公式［1］：

式中：Td——轉(zhuǎn)換成厚度d時(shí)的透過(guò)率；

T測(cè)——玻璃的透過(guò)率測(cè)試值；

d測(cè)——玻璃厚度測(cè)試值。

并根據(jù)文獻(xiàn)中所給出的試驗(yàn)換算方法，探索壓延玻璃和浮法玻璃厚度與透過(guò)率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 制樣

使用我司生產(chǎn)的超白壓延單絨壓花玻璃來(lái)制備不同厚度的樣品，玻璃含鐵量為（100～110）×10-6。先從同一片5 mm厚的原片玻璃上裁切數(shù)片尺寸相同的玻璃，將這些裁好的玻璃分為2組，分別進(jìn)行不同程度的壓花面磨平拋光和雙面磨平拋光，得到不同厚度的單絨鏡面超白壓延玻璃和雙面鏡面超白壓延玻璃樣品。

直接使用現(xiàn)有的不同規(guī)格的浮法玻璃進(jìn)行測(cè)試，厚度分別為1 mm、1.3 mm、1.6 mm、2.0 mm和2.5 mm。

1.2 測(cè)試

采用Filmeasure2100氣浮臺(tái)式光伏投射比測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試玻璃在波長(zhǎng)380 nm～1 100 nm范圍內(nèi)的透過(guò)率，每片測(cè)試6次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單絨鏡面超白壓延玻璃不同厚度透過(guò)率

對(duì)磨拋后得到的單絨鏡面超白壓延玻璃進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)入射光從絨面透入。不同厚度下玻璃的透過(guò)率變化如圖1所示。從圖1中可以看出，透過(guò)率隨厚度的減小而增大，且近似呈線性關(guān)系。

按照文獻(xiàn)中提出的試驗(yàn)換算方法，取兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行t值的反推計(jì)算。將厚度為3.66 mm和4.67 mm（透過(guò)率對(duì)應(yīng)分別為91.8%和91.66%）的兩個(gè)樣片測(cè)試結(jié)果代入式（2）：

計(jì)算t值：

將此t值代入式（1）得：

以厚度4.67 mm、透過(guò)率91.66%為基數(shù)，按照式（3）將其余厚度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的透過(guò)率并與實(shí)際值進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。

表1 不同厚度單絨鏡面超白壓延玻璃透過(guò)率測(cè)試值與計(jì)算結(jié)果比較

從表1中可知，厚度小于4 mm時(shí)，測(cè)量值與計(jì)算值相差很小，圖1中兩條線擬合得較好，而當(dāng)厚度大于4 mm時(shí)，測(cè)量值開始逐漸偏離計(jì)算值，但兩者差仍在0.1%內(nèi)。因此可以認(rèn)為，式（3）可用于推算不同厚度下超白壓延玻璃的絨面透過(guò)率。

2.2 雙面鏡面超白壓延玻璃不同厚度透過(guò)率

對(duì)磨拋得到的雙面鏡面超白壓延玻璃進(jìn)行透過(guò)率測(cè)試，并使用與2.1中相同的方法計(jì)算t值，得到不同厚度下透過(guò)率的計(jì)算值，結(jié)果如圖2、表2和表3所示。

從圖2中可以看到，玻璃透過(guò)率隨厚度的減小而增大，近似成線性關(guān)系，在厚度約為4 mm處分為兩段，分別計(jì)算相應(yīng)段內(nèi)的t值：厚度小于4 mm時(shí)得到t值為92.589，公式為T＝92.589（T測(cè)/92.589）（d/d測(cè)），以厚度3.988 mm、透過(guò)率91.72%為基數(shù)，得到該段的計(jì)算值如表2所示；厚度大于4 mm時(shí)得到t值為91.776，公式為T＝91.776（T測(cè)/91.776）（d/d測(cè)），以厚度4.487 mm、透過(guò)率91.706%為基數(shù)，得到該段的計(jì)算值如表3所示。

表2 不同厚度雙面鏡面超白壓延玻璃透過(guò)率測(cè)試值與計(jì)算值（厚度小于4 mm）

續(xù)表2

表3 不同厚度雙面鏡面超白壓延玻璃透過(guò)率測(cè)試值與計(jì)算值（厚度大于4 mm）

表2和表3中透過(guò)率測(cè)量值與計(jì)算值之差最大僅為0.014%，誤差非常小，表明得到的公式能用于推算不同厚度雙面鏡面超白壓延玻璃的透過(guò)率。

2.3 浮法玻璃不同厚度透過(guò)率

厚度為1 mm、1.3 mm、1.6 mm、2.0 mm和2.5 mm的浮法玻璃透過(guò)率與厚度的變化如圖3和表4所示。

從圖3中可以看出，浮法玻璃的透過(guò)率與厚度亦呈線性關(guān)系，同樣可用公式進(jìn)行擬合。計(jì)算得到t值為92.155，以厚度1.306 mm、透過(guò)率 89.43%為基數(shù)代入，得到公式為T＝92.155（89.43/92.155）（d/1.306）。

表4 不同厚度浮法玻璃透過(guò)率測(cè)試值與計(jì)算值

從表4可以看出，用公式算出的透過(guò)率計(jì)算值和同厚度下的測(cè)量值誤差很小，因而該方法亦能用來(lái)推算任一厚度下浮法玻璃的透過(guò)率。

2.4 小結(jié)

按照每種玻璃各自的厚度-透過(guò)率轉(zhuǎn)換公式，計(jì)算出目前幾種常用厚度玻璃的透過(guò)率，常用厚度分別為1.0 mm、1.6 mm、2.0 mm、2.5 mm和3.2 mm，結(jié)果如圖4所示。

從圖4中可以看出，超白壓延玻璃的透過(guò)率隨厚度變化的幅度較小，而浮法玻璃的透過(guò)率則隨厚度變化出現(xiàn)較大的改變。相同厚度下，雙面鏡面超白壓延玻璃透過(guò)率略大于單絨鏡面超白壓延玻璃，而兩者又均大于浮法玻璃，且玻璃越厚，與浮法玻璃透過(guò)率的差越大。這種變化是由吸光元素引起的，浮法玻璃由于含鐵量較高，一般是超白玻璃的4～5倍，且由文獻(xiàn)可知，玻璃內(nèi)所含吸光元素的濃度越高，吸光率隨厚度的變化越大，因而導(dǎo)致如圖所示的變化。

3 結(jié)論

（1）超白壓延玻璃及浮法玻璃的透過(guò)率隨厚度的減小而增大，且呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。文獻(xiàn)中的轉(zhuǎn)換公式T＝t（T/t） 測(cè)（d/d測(cè)）能較好地反應(yīng)這測(cè)一規(guī)律。通過(guò)兩片同種類不同厚度玻璃的透過(guò)率，能夠推算出轉(zhuǎn)換公式中的t值，然后可以進(jìn)行其他厚度透過(guò)率的換算。

（2）由于吸光元素的影響，浮法玻璃透過(guò)率隨厚度的變化較大。相同厚度下，透過(guò)率關(guān)系為雙面鏡面超白壓延玻璃>單絨鏡面超白壓延玻璃>浮法玻璃。